DE2058509B2 - Funkentstördrossel gegen impulsartige Störspannungen - Google Patents

Description

4. Funkentstördrossel nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Drosselkerns (!) 34 mm, der Innendurchmesser 20 mm, die Höhe des Ferritkerns (3) 3 mm und die Blechstärke der Ringe aus siliciumhaltigem Eisenblech 0,35 mm beträgt.

5. Funkentstördrossel nach den Ansprüchen I bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkern in einem isolierenden Becher (4) mit einem elastisch bleibenden Gießharz (6) vergossen ist, welches mit etwa 40% Quarzmehl verseizt ist.

6. Funkentstördrossel nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß eine höchstens zweilagige Wicklung (8) auf den Becher (4) mit dem Drosselkern (1) aufgebracht ist und daß sich am Beginn der zweiten Lage die Wickelrichtung, nicht aber der Wickelsinn umkehrt.

Die Erfindung betrifft eine Funkentstördrossel mit einem magnetischen Drosselkern, der aus mindestens zwei ringförmigen Tv'ükernen besteht, wobei einer der Teilkerne aus Ei« - siech, der andere aus Ferritmaterial besteht, zur Verringerung der impulsartigen Störspannungen, wie sie z. B. von Phasenanschnittsteuerungen hervorgerufen werden.

Bekannt sind bereits verschiedene Funkentstördrosseln mit zusammengesetzten Kernen, die möglichst verlustarme Materialien verwenden, die sich in der Frequenzabhängigkeit ihrer Permeabilität derart ergänzen, daß diev; Drosseln möglichst breitbandig wirken. Dazu werden insbesondere gut gegeneinander isolierte, dünne Metallbleche verschiedener Formen aus unterschiedlichem Material oder Kerne aus Metallblech und Ferritkerne übereinandergeschichtet (deutsche Patentanmeldung S 28 423 Vllla/2la4; bekanntgemacht am 29.3. 1956; DT-PS 549 660).

Zur Abschwächung von impulsartigen Störspannungen sind bereits Drosseln mit Bandringkernen aus zwei übereinandergewickelten Teilkernen bekannt, die hochwertige und teure Legierungen enthalten, die aber den Nachteil haben, daß sie trotz der hochwertigen Legierungen einen relativ großen Klirrfaktor zeigen, der gerade die Abschwächung der impulsartigen Störungen, die ein breites Spekfrum von Frequenzen enthalten, vermindert (DT-Gbm 6 802 306; DT-OS 1 804 835· DT-OS 1 813 643).

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, zur Abschwächung impulsartiger Störungen, wie sie bei Phasenanschnittsteuerungen mit periodisch geschalteten Halbleitern, z. B. bei Betrieb mit Netzfrequenz, auftreten. Funkentstördrosseln mit zusammengesetzten Drosselkernen anzugeben, die optimal an den genannten Anwendungsfall angepaßt sind, die in Größe und Preis den Halbleiterschaltungen der Konsum- und Industrieelektronik, z. B. für Lüfter Drehzahlsteller und Helligkeitsregler mit einer Leistungsaufnahme bis etwa 500 W angepaßt sind und die zusammen mit einem Querkondensator die Störspannungen unter den Störgrad N nach VDE 0875 absenken, ohne den Regelbereich der genannten Schaltungen unzulässig zu verändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ferritteilkern eine Permeabilität von wenigstens 200 besitzt, aus 47,55 Molprozent Fe.Oj, 31,6 Molprozent ZnO, 20,6 Molprozent NiO und 0.25 Molprozent CoO zusammengesetzt und nach üblichen Methoden hergestellt ist, und daß der Eisenblechteilkern 2.9 üis 4,5% Silicium enthält und 65 bis 85%, vorzugsweise 67% des wirksamen Querschnitts des Drosselkerns ausmacht.

Magnetische Materialien mit großen Verlusten im NF-Gebiet bedampfen gerade die hier unerwünschten Einschwingvorgänge von Drossel und Kondensator der Entstörschaltung, die durch die Phasenanschnittssteuerung angeregt werden und den Augenblickswert des Thyristorstromes unter den Haltestrom absenken und damit ein unerwünschtes Löschen des Thyristors hervorrufen können. Sie bieien außerdem den Vorteil einer deutlichen Kostenersparnis gegenüber den bisher verwendeten hochwertigen Materialien. Die Ringkernform bietet gegenüber allen anderen Kernformen, wie z. B. elliptische, U- oder Ε-Kerne mit möglichst kleinem Luftspalt, welche ebenfalls anwendbar sind. Vorteile durch ein besonders günstiges Verhältnis Kernverluste/Kernvolumen.

Der aus siliciumhaltigem Eisenblech bestehende Kernteil dient zur Bedämpfung der Einschwingvorgänge im Frequenzbereich von 5 bis 15 kHz. Der Ferritkernanteil r> iner Permeabilität von mindestens etwa 200 verier ct-s Drosselkern im Frequenzbereich zwischen K> c ·-■■·: MHz eine mit zunehmender Frequenz abnehiü-:<d· ·- ,eabilität und hohe Verluste.

Der erli.ivJ ^gemäße Kernaufbau stellt eine Kombination von zwei Dämpfungsprinzipien dar: einerseits Umformung von Schwingungsenergie in Wärme durch hohe Verluste in besonders kritischen Frequenzbereichen, andererseits Abschwächung von HF-Störungen durch einen relativ hohen induktiven Widerstand im HF-Bereich. So läßt sich eine gleichmäßige Funkernstörung im gesamten gewünschten Bereich mit einem Minimum an Aufwand und Platzbedarf erreichen.

Vorzugsweise besteht der Blechteilkern aus Ringen von kaltgewalztem, 2,9 bis 3,1%, insbesondere 30% Si enthaltendem Eisenblech.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform besteht der Blechteilkern aus Ringen aus einem warmgewalzten 4,3 bis 4,5% Silicium enthaltendem Eisenblech Für die geforderte Verbraucherlektnno _un„ „,„'„

500 W ergibt sich als zweckmäßige Dimensionierung des Drosselkerns, daß der Außendurchrnesser des Ferritringkerns und der Ringe aus siliciumhaltigem Eisenblech 34 mm, der Innendurchmesser des Ferritringkerns und der Ringe aus siliciumhaltigem Eisenblech 20 mm, die Höhe des Ferritringkerns 3 mm und die Blechstärke der Ringe aus siliciumhaltigem Eisenblech 0,35 mm beträgt

Besonders kleine Abmessungen des Einbauteiles e-· hält man in Verbindung mit einem Kondensator von 0.1 μΡ ourch eine Funkenlstördrossel, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine höchstens zweilagige Wicklung auf den Becher mit dem Drosselkern aufgebracht ist und daß sich am Beginn der zweiten Lage die Wikkelrichtung, nicht aber der Wickelsinn, umkehrt. Diese Wicklungsart verringert vorteilhafterweise den Einfluß der Eigenkapazität der Spule, so daß Eigenresonanzen im zu unterdrückenden Frequenzbereich (KW-Bereich) vermieden werden, die beim sonst üblichen Überwikkein des Spufenanfangs auftreten.

Die zu entstörenden Geräte werden unter anderem in Wohn- oder Büroräumen eingesetzt, wofür ein geräuscharmes Arbeiten der Anordnung notwendig ist, was dadurch erreicht wird, daß der Drosselkern zur Geräuschdämpfung in einem isolierenden Becher mit einem elastisch bleibenden Gießharz vergossen wird, welches zum Zweck einer besseren Wärmeleitfähigkeit mit etwa 40% Quarzmehl versetzt ist. Der Zusatz von Quarzmehl zum Gießharz hat außerdem den Vorteil einer merklichen Kostensenkung. Zur gleichmäßigen Verteilung des Gießharzes im Becher und zur Begünstigung seines Eindringens zwischen die Ringe aus Übertragerblech und die einzelnen Teilkerne ist es zweckmäßig, daß der ringförmige Becher vorzugsweise lamellenartige Erhebungen an seinen Innenwänden besitzt, so daß der Drosselkern außerhalb dieser Erhebungen nicht ar. der Becherwand anliegt. Um eine Verteilung des Gießharzes über den Becherboden zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, daß auf dem Boden des Bechers Erhebungen angebracht sind, die einen Gang freilassen, so daß der Drosselkern auf den Erhebungen aufliegt und das Gießharz sich durch den Gang über den ganzen Becher verteilen kann.

Im folgenden soll die lirfindung an einem Beispiel erläutert werden.

Die Figur zeigt eine geschnittene Darstellung einer ringförmigen Drossel gemäß der Erfindung, in deren linker Schnittfläche die Vergußmasse nicht dargestellt ist

Der Drosselkern 1 besteht aus einem Teilkern 2 aus siebzehn Ringen aus einem kaltgewalzten, etwa 3% Si enthaltenden Eisenblech, Blechstärke 0,35 mm, und aus einem Teilkern 3 aus Ferrit, der aus 47,55 Molprozent FejOj, 31,6 Molprozent ZnO, 20,6 Molprozent NiO und 0,25 Molprozent CoO zusammengesetzt und nach üblichen Methoden hergestellt ist. Der Teilkern 3 weist eine Höhe von 3 mm auf, so daß sein wirksamer Querschnitt 1/3 und der des Teilkerns 2 aus siliciumhaltigem Eisenblech 2/3 des wirksamen Querschnittes des Drosselkerns 1 ausmacht. Der Drosselkern 1 liegt in einem mit einem Deckel 7 verschlossenen Becher 4 auf Erhebungen 5 auf dem Becherboden auf, die einstückig mit den Lamellen 11 an den Wänden des Bechers 4 verbunden sind. Durch den zwischen den Erhebungen 5 verbleibenden Gang iiat sich das nach dem Aushärten elastisch bleibende Gießharz 6, dem zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit etwa 40% Quarzmehl beigefügt sind, über den Becher verteilt. Es füllt die Räume zwischen den Lamellen 11 aus und ist zwischen die Ringe aus Übertragerblech des Teilkerns 2 und zwischen die Teilkerne 2 und 3 eingedrungen, wodurch eine gute Geräuschdämpfung erreicht ist. Den mit dem Deckel 7 verschlossenen Becher 4 umschließt eine zweilagige Wicklung 8, die nach der ersten Lage ihre Wickelrichtung, nicht aber ihren Wickelsinn ändert, so daß ihr Wicklungsanfang 9 nicht überwickelt ist. Das Ende der Drosselwicklung 8 ist mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. FunkentstördrosseJ mit einem magnetischen Drosselkern, der aus mindestens zwei ringförmigen Teilkernen besteht, von einer Isolierschicht umhüllt ist und wenigstens eine Drahtwicklung trägt, wobei einer der Teilkerne aus Eisenblech, der andere aus Ferritmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritteilkern (3) eine Permeabilität von wenigstens 200 besitzt, aus 47,55 Molprozent Fe>O3, 31,6 Molprozent ZnO. 20,6 Molprozent NiO und 0.25 Molprozent CoO zusammengesetzt ist, und daß der Eisenblechteilkern (2) 2,9 bis 4.5% Silicium enthält und 65 bis 85%. vorzugsweise 67% des wirksamen Querschnitts des Drosselkerns (1) ausmacht.

2. Funkentstördrossel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Blechteilkern aus Ringen von kaltgewalztem Eisenblech mit 2,9 bis 3,1%. insbesondere 3.0%. Silicium besteht.

3. Funkentstördrossel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Blechteilkern aus Ringen von warmgewalztem Eisenblech, mit 4.3 bis 4,5% Silicium besteht.